電視機旋鈕的注塑模具設計【一模四腔】【側抽芯】【說明書+CAD】

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F. Injection des matires plastiques.Dunod, 2001.2 Plastic Business Group Bayer. Optimised mould temperature control. ATI 1104, 1997.3 S. Y. Hu, N. T. Cheng, S. C. Chen. Effect of cooling system design and process parameters on cyclic variation of mold temperatures simulation by DRBEM, Plastics, rubber and composites proc. And appl., 23:221-232, 19954 L. Q Tang, K. Pochiraju, C. Chassapis, S. Manoochehri. A computer-aided optimization approach fort he design of injection mold cooling systems. J. of Mech. Design, 120:165-174, 1998.5 J. Huang, G. M. Fadel. Bi-objective optimization design of heterogeneous injection mold cooling systems. ASME, 123:226-239, 2001.6 J. C. Lin. Optimum cooling system design of a freeform injection mold using an abductive network. J. of Mat. Proc. Tech., 120:226-236, 2002.7 E. Mathey, L. Penazzi, F.M. Schmidt, F. Rond- Oustau. Automatic optimization of the cooling of injection mold base don the boundary element method. Materials Proc. and Design, NUMIFORM, pages 222-227, 2004.8 X. Xu, E. Sachs, S. Allen. The design of conformal cooling channels in injection molding tooling. Polymer engineering and science, 41:1265-1279, 2001.第 25 頁 共 25 頁 目錄畢業(yè)設計評分表3畢業(yè)設計階段性檢查表5畢業(yè)設計（論文）答辯問題原始記錄6 任務書8正文91.塑料制品的工藝性分析102.成型設備選擇與模塑工藝規(guī)程的編制123.注射模結構設計134.成型零件尺寸計算155.注射機有關參數(shù)的校核：177.裝配圖228.主要模具零件加工工藝 23 9.參考文獻26陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計評分表工 程 系機電工程系班 級模具3072專 業(yè)模具設計與制造學生姓名潘海娟學生學號12307210指導教師吳治明畢業(yè)設計題目電 視 機 旋 鈕項 目參考標準分實 得 分（一）課題評定成績（0.6）1.設計過程考評成 績 設計過程中的獨立性10分工作態(tài)度及出勤情況5分按時完成任務情況5分2.設計質量考評成 績題目的難易程度，設計方案的合理性15分設計過程中分析、解決問題能力的表現(xiàn)15分掌握基礎理論的情況10分資料收集、文獻閱讀情況10分設計圖紙、說明書的質量、規(guī)范程度20分設計的創(chuàng)新意識及應用價值10分（二）答 辯 成 績（0.4） 1.個人對課題工作的總體介紹情況40分2.回答基本問題的正確程度40分3.回答較復雜問題的正確程度20分總評成績課題評定成績0.6答辯成績0.4 分成績等級指導教師評語答辯小組意見答辯組組長簽章： 二 年 月 日學院畢業(yè)考核委員會意見學院畢業(yè)考核委員會主任簽章： 二 年 月 日畢業(yè)設計階段性檢查表專 業(yè)模具設計與制造班 級模具3072姓 名潘海娟學 號10設計課題 電 視 機 旋 鈕起止日期檢 查 內 容完成情況指導建議設計態(tài)度備 注1模具類型及結構的確定2模具結構草圖的繪制3繪制模具非標準零件工作圖4編制典型零件的制造工藝5編制塑件的模塑成型工藝指導教師 年 月 日畢業(yè)設計（論文）答辯問題原始記錄設計圖存在問題問題1題目記錄回答記錄問題2問題3問題4問題5問題6問題7問題8問題9問題10其他陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院模具設計與制造畢業(yè)設計任務書班級學號模具307210學生姓名潘海娟指導教師吳治明設計題目 電 視 機 旋 鈕任務書下達日期2009 年 9 月 21 日 指導教師(簽字)_設計原始參數(shù)1.塑件圖：見附件2.材料：ABS3.批量：100萬件 4.塑件精度：5級精度 設計工作內容1.編制模塑成型工藝規(guī)程（即填寫“塑件成型工藝卡”）2.繪制塑件注射?？傃b圖3.繪制該模具零件圖一套4.編制該模具凸模、凹模制造工藝規(guī)程5.編寫完善模具設計說明書（按A4打印紙裝訂）6.所有資料按要求裝訂后以文件袋形式上交輔導教師，并交電子稿在http:/md.gfxy.com畢業(yè)設計欄目中。一.塑料制品的工藝性分析1. 塑件的分析： 、ABS是丙烯、丁二烯和苯乙烯三種單體聚合而成的非結晶型的高聚物，屬于熱塑性工程塑料。、ABS塑料在一定溫度范圍內具有較高的沖擊強度和表面硬度及耐磨性；其熱變形溫度為100左右；具有一丁的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能；還能與其他塑料和橡膠混溶等特性；其制品尺寸穩(wěn)定性好，表面光澤，可以拋光和電鍍；ABS塑料耐熱性并不高，耐低溫性和耐紫外線性能也不好。、ABS塑料成型性較好。其流動性也較好，成型收縮性??；ABS塑料比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期短。但ABS吸水性大，成型前必須充分干燥，表面要求光澤的制品應進行較長時間的干燥。ABS塑料可采用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。2、塑件尺寸精度分析 此塑件上均未標注公差精度要求，所以所有尺寸均為自由尺寸，查塑料模塑成型技術表3-9 “常用材料分類和公差等級選用”，未注公差等級選MT5級精度，屬于中等精度等級然后按表3-10“國家標準模塑件尺寸公差數(shù)值表”，查得未注尺寸公差的公差，標注如下單位： 、塑件外形尺寸： 、 、 、 、 、；、塑件內形尺寸: 、 、； 3 塑件表面質量分析 該塑件是電視機旋鈕表面要求光亮無劃傷痕跡。4 塑件結構工藝性分析、此塑件為圓柱回轉體類零件，高度為31 ，各段厚度不一，總體尺寸為20，尺寸較??； 、塑件有一長度為12mm的桿狀部分，成型此桿狀部分采用鑲件結構，塑件有圓周內凹槽，且要求成型后表面光滑；所以必須使用兩側的側滑塊分型機構，使用斜導板起開合模的導向作用。 塑件表面有一個的圓形凹槽，成型此部分采用成型推桿成型。 二、成型設備選擇與模塑工藝規(guī)程的編制1、 計算塑件體積、重量、 計算體積:通過使用Pro/e軟件繪制旋紐零件圖，查得塑件體積：V =5.33 、估算質量： 查表5-1“某些熱塑性塑料的密度及壓縮比”，知ABS的密度=1.01.1g/,取=1.05 g/ 塑件質量m=v=5.331.05=5.59g 、估算澆注系統(tǒng)塑料質量： 查中國模具工程大典知，澆注系統(tǒng)的質量取塑件質量的20%100%，所以總質量 M =4.35*m =24.32g 初選注射機：XS-ZY-60； 初定型腔數(shù)：一模四腔； 注射機XS-ZY-60的主要技術參數(shù)：螺桿直徑38mm 額定注射量 60 注射壓力 122Mpa 鎖模力 500KN 最大注射面積 130最大開合模行程 180mm拉桿空間 280mm250mm最大模具厚度200mm最小模具厚度70mm噴嘴球頭半徑噴嘴孔直徑12結論: 可用注射成型 三. 注射模結構設計1 、分型面的選擇分型面的選擇應遵循以下原則： 、分型面應便于塑件的脫模； 、分型面選擇應有利于側面分型和抽芯； 、分型面選擇應保證塑件的外觀質量； 、分型面選擇應有利于防止溢料； 、分型面選擇應有利于排氣； 、分型面選擇應盡量使成型零件便于加工； 、分型面選擇必須考慮注射機的技術參數(shù)； “一般，分型面選在塑件的最大截面處” 綜上所述，該塑件的分型面取在塑件的最大截面AA 。 2、 澆注系統(tǒng) 對澆注系統(tǒng)的要求是：將熔體平穩(wěn)的引入型腔，使之按要求填充型腔；使型腔內的氣體順利排出；在熔體填充型腔和凝固過程中，能充分地把壓力傳到型腔各部位，以獲得組織致密、外形清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。1、主流道： 主流道橫截面形狀通常采用圓形。為了便于流道凝料的脫出，主流道設計成圓錐形，其錐度26，內壁粗糙度小于0.4，小端直徑D一般取3-6，且大于注射機噴嘴直徑d約0.5-1；主流道的長度由定模座板和定模板厚度確定，一般L不超過60，主流道大端與分流道相接處應有過渡圓角通常取1-3以減小料流轉向時的阻力。 由于主流道需要與高溫塑件和噴嘴頻繁接觸，所以要設置澆口套。查模具設計與制造簡明手冊，選澆口套型，小端直徑，長度L為30。澆口套直接裝配到定模座板上，方便且安裝簡單。如圖所示： 2、分流道： 分流道是介于主流道和澆口之間的一段流道。它是熔體由主流道流入型腔的過渡段通道，也是使?jié)沧⑾到y(tǒng)的截面變化和熔體流動轉向的過渡通道。 分流道截面形狀和尺寸：、分流道截面為梯形截面，其加工容易，且熱量散失和流動阻力也不大； 所以，選梯形截面。查塑料模塑成型技術表5-5“常用分流道橫截面及其尺寸”，如圖： 圓角半徑R=1.5 分流道長度L=50 高度h=3.5 梯形長邊長度X=5 3、澆口：、 澆口的基本作用：使從分流道來的熔體產(chǎn)生加速，以快速充滿型腔 ；防止熔料倒流；便于澆口凝料與制品分離。、 澆口選用：點澆口：其優(yōu)點是去除澆口后 ，制品上留下的 痕跡不明顯，但壓力損失較大，制品收縮大，而且模具應設計成雙分型面模具，以便脫出流道凝料，造成模具結構復雜。圖為點澆口：該制品選用點澆口。塑件表面質量有較高要求，去除澆口后 ，制品上留下的 痕跡不明顯。但是，模具應設計成雙分型面模具，以便脫出流道凝料，造成模具結構較復雜。圖為點澆口尺寸： 4、冷料穴與拉料桿： 梯形拉料桿為標準件，易于選取，且使用效果較好。其頭部有一定空間。能貯存凝料，充當冷料穴。如圖： 3、 型腔設計：1、型腔設計：型腔是成型塑料制品外形的主要零件。可分為整體式和組合式兩類。 組合式凹模改善了加工性，減少了熱處理變形，有利于排氣，便于模具的維修，節(jié)約了模具鋼，但裝配調整較麻煩，主要用于形狀復雜的塑料制品的成型。 該制品外型有圓周內凹槽，且要求成型后表面光滑；所以必須使用兩側的側滑塊分型機構，型腔需要做成兩側滑塊，采用組合式。4、側向分型： 因為塑件有圓周內凹槽，所以必須使用兩側的側滑塊分型機構，且塑件倒裝需要使用延時側抽。使用斜導板起開合模的導向作用。使用楔緊塊，在合模時對模具起鎖緊的作用。5、推件方式： 推出機構的設計要求：、盡量使塑料制品留在動模上 、保證制品不變形不損壞 、保證制品外觀良好 、結構可靠 該塑件要求“表面光亮且無劃傷痕跡”，且該零件底面上有一個的圓形淺凹槽，可以直接使用推桿成型。綜合以上結論，選推桿推出。復位零件：采用復位桿復位，使已完成推出制品任務的推桿回到注射成型狀態(tài)的位置。 6、冷卻與加熱系統(tǒng)：由于ABS塑料成型時要求模溫在50-80，生產(chǎn)批量為100萬件，但體積很小，故模具可不考慮設置加熱冷卻系統(tǒng)。 7、標準模架的選用：該塑件最大尺寸為20，采用點澆口，其生產(chǎn)批量為100萬件，采用一模四腔，則其模具對稱，便于布置，型采腔用鑲拼式，尺寸不大，但為滿足模板的強度、剛度以及型腔布局的需要，選150200的標準模架，其閉合厚度為195，該模具的最大尺寸為200200；注射機XS-ZY-60的拉桿空間為280250，最大模具厚度200mm，所選模架能放進去。所以可使用初選的注射機XS-ZY-60，其能滿足生產(chǎn)要求。四、 成型零件尺寸計算1、 型芯、型腔計算: 該塑件材料為ABS，查的該塑料的收縮率為0.40.7，取0.55。模具制造公差取1、 、型腔徑向尺寸：由前面可知塑件尺寸及公差。按下式計算： =(+%-) = 、 、 ；則=6+60.55%-0.24=5.85=4.34 =14.79 =16.65 =19.68、型腔深度尺寸：=+%-=、則 =12+120.55%-0.34=11.83=1.87 =10.83 、型芯徑向尺寸：按下式計算： =+%+ = 、 則 =8+80.55%+0.24=8.22=2.5+2.50.55%+0.2=2.67 五、注射機有關參數(shù)的校核： 1、 注射量的校核：由前面知，塑件和澆注系統(tǒng)質量都為35g，則每次注射所需注射量為：45.59g=25g 注射機的最大注射量以最大注射容積標定時，按下式校核： V= （5-1）式中-注射機最大注射容積 -一個制品的體積V-制品總體積（包括制品、流道凝料在內） n-型腔數(shù)-流道凝料體積 K-注射機最大注射量的利用系數(shù)，取K=0.8由前面計算知，塑件與澆注系統(tǒng)凝料的體積相等，則每次注射所需塑料體積為： V= V +V=4*5.33 cm+2050mm=23.37 注射機最大注射量600.8=4823.37 故能滿足要求。2、 鎖模力與注射壓力的校核：、 注射壓力校核：即P (5-6)式中 -注射機的最大注射壓力（MPa） P-塑料制品成型所需的注射壓力（MPa）由于所選注射機為XS-ZY-60，其注射壓力為122 MPa，即為122MPa。查塑料模塑成型技術附表4“常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)”，P為60100 MPa，滿足上式要求。、 鎖模力的校核：需滿足 F= (5-7) 式中-注射機的最大鎖模力 -模內平均壓力，見表5-2 -制品、流道、澆口在分型面上的投影面積之和 由前可知，注射機XS-ZY-60的最大鎖模力為500KN，為34.4 MPa，經(jīng)計算得為865.4 =+=+1005 +=865.4 =34.3865.4=30KN50KN 滿足上式要求。3、 模具厚度的校核： H （5-11）式中H-模具閉合厚度（=193） -注射機允許模具最小厚度（=70） -注射機允許模具最大厚度（=200） 滿足上式要求。4、注射機噴嘴與模具主流道襯套關系： R=r+(12) D=d+(0.51)式中d-注射機噴嘴前端孔徑（=4） D-模具主流道襯套的小端直徑（=5） r-注射機噴嘴球面半徑（=12）R-模具主流道襯套的球面半徑（=13）滿足上式要求。5、 開模行程的校核：由于注射機XS-ZY-1000最大開模行程與模具厚度無關，所以按下式校核：S+510 5-12式中S-注射機最大開模行程(移動模板行程)（=180） -制品的推出距離（=15） -制品的總高度（=31）滿足上式要求。6、 流程比的校核：熔體流程長度與厚度之比即為流程比。可按下式計算： 流程比= （5-18） 所以=（+）2=70，而ABS的流程比介于聚乙烯和聚丙烯之間，取210235。所求值小于ABS的流程比，滿足要求。7、 型腔側壁和底板厚度的校核：1、 型腔側壁計算：由于其型腔為組合式型腔，型腔側壁厚度為；t=r(-1) （4-27）式中 -型腔長邊長度（=200MPa） P-型腔內熔體壓力（=34.3MPa） 代入上式得t=3.5：故該模具型腔壁厚可取3.5。 2、底板厚度計算:該模具采用兩墊塊支撐，按剛度計算的底板厚度如下： h= 4-46L-支架間距=94 -底板總長=200-底板上承受成型壓力部分的長度=115E-型腔材料彈性模量（=2.1 MPa）-型腔彈性變形增長值，見表4-6=0.05P-型腔內熔體壓力（=34.3MPa） 代入上式得h=28.5. L計算出的底板厚度h為 28.5mm，在結構許可情況下，為使底板強度滿足可以增加一點底板厚度。所以，將底板厚度h定為32mm。五、 模具裝配圖：該模具結構較復雜，且采用一模四腔，屬于多分型面模具。 其主要地方在于側滑塊和型腔的加工，須嚴格保證其加工，以滿足生產(chǎn)需要。 模具整體尺寸較小，但局部采用鑲拼式結構，裝配時需保證其安裝精度，以保證制品質量。其各個零件圖詳見塑模裝配圖。模具開模動作說明： 開模時，由于拉鉤27拉著滑塊30，以至使模具首先由定模座板3和鑲塊固定板4分開，使?jié)部谀夏苋〕觥Ｈ缓?，當動模開行到壓塊29將滑塊30打入使拉鉤與滑塊脫離，且壓板29又將滑板30拉住，使鑲塊固定板4固定在那不再向下運動；然后模具繼續(xù)分型，由側導板2導向（延時側抽），先是將塑件從上型腔中抽出，再進行側向分型；側向分型完成以后，最后由成型推桿將塑件推出。六、 主要模具零件加工工藝：1、型腔鑲件的加工工藝過程：材料：CrWMn 熱處理：淬火，回火 HRC5458工序號工序名稱工序內容設備1備料按尺寸3525的圓棒料切斷鋸床2車端面車端面保證長度22.5，鉆中心孔；調頭車端面保證長度20.3，鉆中心孔，留磨余量0.3。臥式車床3車外圓車長度為17的外圓至22.2，且保證其臺肩高度尺寸為3.1；臥式車床4銑銑高度為3mm，外型尺寸為28mm22mm，到尺寸加工中心5平磨磨臺肩尺寸保證3；調頭磨保證長度尺寸為20，留0.05研磨量；磨22的圓至尺寸。平面磨床6鉗工鉆錐形孔5.6mm錐度36深7mm；和鉆1mm深1mm的孔，至尺寸。7熱處理按熱處理工藝進行，淬火、回火，硬度HRC54588電火花加工深度為11.83的孔，至公差要求。電火花成型機9研磨研磨所有孔內面至尺寸10檢驗2、測滑板的加工工藝過程：材料：Cr12 熱處理：淬火 5458HRC工序號工序名稱工序內容設備1備料鍛造毛坯130mm80mm25mm2銑床銑上下平面保證高度尺寸23.4mm銑床3鉗工劃線劃出工件外形尺寸，和方形斜楔通孔位置，以及四個型腔和拉料桿孔位置；4銑銑出工件的外形輪廓尺寸，方形斜楔孔；銑出工件底面的燕尾形的高5mm的臺階的大致尺寸50mm59mm；到尺寸，并保留0.1的磨削余量；加工中心5銑四個型腔，拉料桿孔；至尺寸，型腔粗處尺寸保留0.05的研磨余量；加工中心6線切割切割出燕尾形臺階，至尺寸；線切割機7鉗工鉆出燕尾形臺階底面處的6mm深3mm沉孔；及板兩凸出部位側面的8mm的兩通孔；鉆床8熱處理按熱處理工藝進行，淬火、回火，硬度HRC 5458；9平磨磨板的各平面，至尺寸；及磨兩8mm的兩通孔平面磨床10研磨研磨所有型腔及孔至尺寸11檢驗七、 參考文獻：機械工業(yè)出版社：塑料模塑成型技術-翁其金 主編中國模具工程大典實用模具技術手冊模具設計與制造簡明手冊塑件成型工藝卡塑 件 名 稱電視機旋鈕塑件草圖材 料 牌 號ABS單 件 重 量5.39g成型設備型號XS-ZY-60每 模 件 數(shù)4件成型工藝參數(shù)材料干燥干燥設備名稱溫度 /85時間 /h3h成型過程料筒溫度后段 /150170中段 /165180前段 /180210噴嘴 /175190模具溫度 /60至75時間注射 /s1025s保壓 /s05s冷卻 /s1550s壓力注射 /MPa60100MPa保壓 /MPa后 處 理溫度 /_70_時間 /min_24h_編 制日 期審 核日 期